Neues System zur Bauwerkserhaltung

Europa ist reich an historischen Bauwerken, deren Erhaltung allerdings das Verständnis von Verfallsprozessen erfordert. Während an bestimmten Monumentalbauten kontinuierliche Überwachungssysteme installiert wurden, haben konventionelle Sensoren dieser Art ihre Grenzen und die daraus resultierenden Analysen sind stark vereinfacht.

Außerdem werden die meisten Bauwerke überhaupt nicht überwacht. Daher besteht ein Bedarf an besseren Überwachungssystemen für historische Bauten, dem das EU-finanzierte Projekt "Smart monitoring of historic structures" (SMOOHS) nachgehen soll.

Das Konsortium aus 15 Mitgliedern plante ein intelligentes Überwachungssystem aus Netzwerken von Miniaturfunksensoren, die an den Bauwerken angebracht werden. Zweites Ziel war die Verarbeitung der Systemdaten gemäß Modellen über fortschreitende Schäden, womit Warnungen und Empfehlungen bereitgestellt werden.

Die Teammitglieder schlugen die Entwicklung modularer, quelloffener Software zum Betrieb des Sensorsystems vor. Im Endeffekt sollten die Entwicklungen in einem drahtlosen Set-and-Forget-Überwachungssystem münden, das eine qualitativ hochwertige Überwachung und Analyse, jedoch zu geringeren Kosten als konventionelle Verfahren, zu bieten hat. SMOOHS lief drei Jahre lang bis November 2011.

Das Projekt realisierte ein Messprogramm einschließlich verschiedener Labor- und Vorort-Tests in Verbindung mit laborgestützter Analyse, die sowohl Proben als auch reale Bauwerke umfasst. Folglich stellte das Team eine diagnostische Methodik zusammen, die einen Fortschritt gegenüber derzeitigen Methoden bildet und die Verfassung eines Bauwerks auf zuverlässige Weise einschätzt.

Eine Vielzahl von Baustoffen wurde zerstörungsfreien und minimal zerstörenden physikalischen Tests unterzogen, um die Auswirkungen von Umweltverschmutzung und weiteren Faktoren zu bestimmen. Die Gruppe bewertete ihre Methoden in Bezug auf Zuverlässigkeit und Anwendbarkeit bei historischen Bauten.

Die Tests mündeten in einem besseren Verständnis der Erosionsprozesse. Infolgedessen konnte das Projekt die Reaktion komplexer Bauwerke aus mehreren Materialien simulieren. Diese Simulationen berücksichtigten nicht nur die Materialien selbst, sondern auch die Formen der Bauteile. Derartige Simulationen ermöglichten eine Vorhersage des Beginns von Schäden oder eine Prognose für die Langzeitprogression.

Das Konsortium stellte überdies ein wissensbasiertes Expertensystem und die Prototyp-Software fertig.

SMOOHS erstellte ein Netzwerk aus drahtlosen Sensoren in Kombination mit Analysesystemen, welche den strukturelle Zustand historischer Bauwerke überwachen. Die Warnungen und Prognosen des Systems im Zusammenhang mit Erosion können nun einen Beitrag zum Erhaltungsmanagement alter Bauwerke bilden.